Розділ II. ВИНИКНЕННЯ ПРОЦЕСУ ГОРІННЯ Тема

  • Размер: 296.0 Кб
  • Автор:
  • Количество слайдов: 30

Описание презентации Розділ II. ВИНИКНЕННЯ ПРОЦЕСУ ГОРІННЯ Тема по слайдам

  Розділ II.  ВИНИКНЕННЯ ПРОЦЕСУ ГОРІННЯ  Тема 6.  ВИМУШЕНЕ ЗАПАЛЮВАННЯ ГОРЮЧИХ СИСТЕМ Розділ II. ВИНИКНЕННЯ ПРОЦЕСУ ГОРІННЯ Тема 6. ВИМУШЕНЕ ЗАПАЛЮВАННЯ ГОРЮЧИХ СИСТЕМ Лекція 7 ЗАПАЛЮВАННЯ НАГРІТИМ ТІЛОМ ТА ЕЛЕКТРИЧНИМ РОЗРЯДОМ

  Причина пожежі Пожеж,  од. Загину-л о, осіб Зб. прямі,  тис. грн. Порушення Причина пожежі Пожеж, од. Загину-л о, осіб Зб. прямі, тис. грн. Порушення правил пожежної безпеки при влаштуванні та експлуатації електроустановок 1056 16 8426 Необережне поводження з вогнем 917 57 5449 Підпал 298 0 8251 Інші причини 217 3 5465 Порушення правил пожежної безпеки при влаштуванні та експлуатації печей і теплогенеруючих агрегатів та установок 163 5 676 Порушення правил пожежної безпеки проведенні електрогазозварювальних робіт 104 4 779 Несправність виробничого обладнання, порушення технологічного процесу виробництва 64 0 1052 Пустощі дітей з вогнем 38 0 270 Самозаймання речей та матеріалів 36 0 180 Розряд блискавки 21 0 358 Порушення правил ПБ при експлуатації побутових газових, гасових та бензинових приладів 7 0 140 Вибух

  План лекції 1.  Поняття та особливості процесу  запалювання. 2. Запалювання нагрітою поверхнею. План лекції 1. Поняття та особливості процесу запалювання. 2. Запалювання нагрітою поверхнею. 3. Запалювання горючих систем електрич-ними розрядами. 4. Запалювання променистим потоком тепла.

  1. ПОНЯТТЯ І  ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСУ ЗАПАЛЮВАННЯ Вимушене запалювання  - виникнення горіння внаслідок 1. ПОНЯТТЯ І ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСУ ЗАПАЛЮВАННЯ Вимушене запалювання — виникнення горіння внаслідок дії джерела запалювання на невелику частку відносно холодної горючої системи. Джерело запалювання — тіло, що горить, або розжарене тіло, а також електричний розряд, які мають енергію і температуру, достатні для виникнення горіння інших речовин. Залежно від природи теплового впливу розрізняють види ( групи) джерел запалювання : — теплові прояви хімічної енергії; — теплові прояви електричної енергії; — теплові прояви механічної енергії; — теплові прояви ядерної енергії, енергія сонячних променів; — відкрите полум’я, розжарені продукти горіння або нагріте ними тіло.

  Відмінності запалювання від самоспалахування  1.  Горіння виникає не в усій системі, Відмінності запалювання від самоспалахування 1. Горіння виникає не в усій системі, як при СС , а тільки в частині ГС, яка примикає до ДЗ , інша маса ГС залишається відносно холодною. 2. При СС тепловіддача визначається конвек-цією від системи в навколишнє середовище. При ВЗ тепловіддача визначається теплопровідністю всередині самої ГС. q(-) = — d 2 T/dх2. 3. При ВЗ інтенсивність тепловіддачі більша, ніж при СС , через те що вихідна ГС залишається холодною. q(-) зап > q(-)сс.

  4.  Для перевищення q(+) над q(-) необхідно при ВЗ  збільшити температуру, 4. Для перевищення q(+) над q(-) необхідно при ВЗ збільшити температуру, до якої нагрівається частка холодної ГС. Отже, при ВЗ відбувається локальний нагрів ГС до критичної температури — температури запалювання tзап , більшої, ніж tсс t зап > tсс 5. При СС горіння є гомогенним кінетичним, а при ВЗ може виникати як полум’яне горіння , так і гетерогенне дифузійне (тління) при впливі ДЗ на деякі тверді горючі матеріали. 6. Величина періоду індукції τ інд при ВЗ залежить від агрегатного стану горючої речовини і потужності ДЗ.

  7.  Через високу інтенсивність тепловіддачі при ВЗ  температура горіння буде нижчою, 7. Через високу інтенсивність тепловіддачі при ВЗ температура горіння буде нижчою, ніж при самоспалахуванні. tгор ( зап) < tгор ( сс) q(+) = q(-) V гс Qн ωхр = — d 2 T/dх

  2. ЗАПАЛЮВАННЯ РОЗЖАРЕНИМ ТІЛОМ  При температурі стінки  Т 3  суміш у 2. ЗАПАЛЮВАННЯ РОЗЖАРЕНИМ ТІЛОМ При температурі стінки Т 3 суміш у пристінному шарі реагує з виділенням тепла, так що q(+) = q(-) , встановлюється стаціонарний стан. При температурі стінки більшій, ніж Т 3 , суміш у пристінному шарі реагує з більшою швидкістю, так що q(+) > q(-) , внаслідок чого температура суміші підніметься вище за температуру поверхні.

  Температура запалювання  - найменша температура нагрітого тіла,  при якій виділення тепла в Температура запалювання — найменша температура нагрітого тіла, при якій виділення тепла в пристінному шарі горючої суміші компенсує тепловіддачу від цього шару в вихідну холодну горючу суміш. Реакція з виділенням тепла йде у шарі газу товщиною . При х > ω хр = 0 , q(+) = 0 , при цьому температура газової суміші зменшується до Т о на відстані l. Горіння виникає якщо в шарі товщиною d. T/dx > 0.

  Критичною умовою запалювання є:  (d. T/dx)х  = 0 Рівняння теплового балансу Критичною умовою запалювання є: (d. T/dx)х< = 0 Рівняння теплового балансу в пристінному шарі товщиною : V гс Qн ωхр = — d 2 T/dх2 Мінімальний розмір нагрітого тіла , при якому відбудеться запалювання: 2 запхрн 2 озапакт ДЗ RTw. Q 2 )Тλ(ÒЕ r

  ЧИННИКИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ПРОЦЕС ЗАПАЛЮВАННЯ: 1) вид горючої речовини,  2) склад горючої ЧИННИКИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ПРОЦЕС ЗАПАЛЮВАННЯ: 1) вид горючої речовини, 2) склад горючої суміші, 3) умови, в яких знаходиться горюча суміш, 4) властивості самого джерела запалювання (нагрітого тіла). Вид горючої речовини — теплотворна здатність: Qн q(+) Tзап — агрегатний стан: найменша T зап у горючих газів, найбільша — у твердих горючих матеріалів.

  Склад горючої суміші - концентрація кисню в окислювальному середовищі φО 2  ωхр Склад горючої суміші — концентрація кисню в окислювальному середовищі φО 2 ωхр q(+) Tзап — концентрація негорючих газів φ нг ω хр q(+) Tзап — концентрація горючої речовини φ гр = φстм Tзап = min

  Умови, в яких знаходиться горюча суміш - початкова температура горючого середовища Т 0 T Умови, в яких знаходиться горюча суміш — початкова температура горючого середовища Т 0 T 0 q(-) Tзап — тиск, під яким знаходиться горюча суміш Р Wхр q(+) Tзап — час контакту ДЗ з горючою сумішшю конт Tзап — швидкість руху газової суміші v руху q(-) Tзап

  Властивості джерела запалювання - теплоємність матеріалу ср с р   Tзап  - Властивості джерела запалювання — теплоємність матеріалу ср с р Tзап — розміри нагрітого тіла d ДЗ Tзап — загальна площа поверхні розжарених тіл S T зап

  Фрикційні іскри  - шматочки металу,  відірвані і нагріті при механічному впливі, частково Фрикційні іскри — шматочки металу, відірвані і нагріті при механічному впливі, частково окислені. Кількість тепла, що віддається розжареною іскрою: Q = mіск cp іск (Tіск — Tсс гр. ) де c p іск — питома теплоємність матеріалу іскри; m іск – маса і скри; T сс — температура самоспалахування горючої речовини, T іск — кінцева температура іскри. Якщо енергія іскри буде перевищувати мінімальну енергію запалювання даної горючої речовини, іскра є джерелом запалювання.

  Вихідні параметри іскор різного походження Природа іскри Розмір Температура іскри електрозварювальних робіт 5 мм Вихідні параметри іскор різного походження Природа іскри Розмір Температура іскри електрозварювальних робіт 5 мм 4000 С іскри короткого замикання електропроводки 3 мм 2500 С іскри топок і вихлопних труб двигунів 5 мм 3 мм 2 мм 600 С 800 о С 1000 о С іскри механічного походження 0, 5 1 мм Т пл найбільш легкоплавкого металу

  Розподіл температури іскри з часом Розподіл температури іскри з часом

  3. ЗАПАЛЮВАННЯ ГОРЮЧИХ СИСТЕМ ЕЛЕКТРИЧНИМИ РОЗРЯДАМИ Теплові прояви електричної енергії:  електричний розряд статичної 3. ЗАПАЛЮВАННЯ ГОРЮЧИХ СИСТЕМ ЕЛЕКТРИЧНИМИ РОЗРЯДАМИ Теплові прояви електричної енергії: електричний розряд статичної електрики; електричний розряд атмосферної електрики (прямий та опосередкований вплив блискавки); електричні іскри, що виникають внаслідок короткого замикання, (дуга та краплі металу); нагрів поверхні ламп накалювання та електричних дротів і контактів при виникненні перевантажень.

  Розподіл температури при електричному розряді  в інертному середовищі    в ГС Розподіл температури при електричному розряді в інертному середовищі в ГС q(+) > q(-) q(+)=Vгс Qн ωхр 3 minгс r 34 V кр нp фпmin uc 7, 3 r

  E min  - мінімальна енергія електричного розряду,  яка забезпечує нагрівання від Т E min — мінімальна енергія електричного розряду, яка забезпечує нагрівання від Т о до Т гор об’єму газу, радіус якого рівний r min. Мінімальна енергія запалювання газу, пари або аерозолю речовини в повітрі — найменша енергію конденсатора, при розряді якого через повітряний проміжок виникає іскра, яка запалює стехіометричну суміш даної речовини і повітря з імовірністю 0, 01. Безпечним є розряд електрики з енергією: Е без. < 0, 4 E min 2 р23 н oг 3 min с ТТλ E ρu )(

  Мінімальна підпалююча енергія іскри залежить від:  виду горючої речовини,  складу горючої суміші, Мінімальна підпалююча енергія іскри залежить від: виду горючої речовини, складу горючої суміші, умов, в яких знаходиться система (тиск, температура, швидкість руху газового середовища), часу впливу на горючу суміш.

  Вид горючої речовини природа горючої речовини  Emin  водню = 0, 017 м. Вид горючої речовини природа горючої речовини Emin водню = 0, 017 м. Дж, E min етану = 0, 24 м. Дж, E min аміаку = 680 м. Дж. E min парафінових вуглеводнів > Emin етиленових > E min ацетиленових вуглеводнів агрегатний стан горючої речовини E min твердих ГР > Emin рідин > Emin газів

  Склад горючої суміші. EДЗ = Emin  при гр = стм E min метан Склад горючої суміші. EДЗ = Emin при гр = стм E min метан — повітря = 0, 42 м. Дж, E min метан — кисень = 0, 004 м. Дж

  • Умови, в яких знаходиться горюча суміш E min метан - повітря (Р = • Умови, в яких знаходиться горюча суміш E min метан — повітря (Р = 100 к. Па) = 0, 42 м. Дж, E min метан — повітря (Р = 10 к. Па) = 25 м. Дж

  Час впливу розряду на горючу суміш E min   впливу  Електричні розряди Час впливу розряду на горючу суміш E min впливу Електричні розряди різної потужності і різної тривалості можуть бути рівноцінними при запаленні, якщо їх енергія однакова.

  Розрахунок мінімальної енергії запалювання:  де Еmin 1 ,  Еmin 2  – Розрахунок мінімальної енергії запалювання: де Еmin 1 , Еmin 2 – мінімальна енергія запалювання речовин 1 і 2; u н 1 , uн 2 – нормальна швидкість поширення горіння речовин 1 і 2. Стандартна речовина — нормальний бутан Е min = 0, 25 м. Дж, а uн = 0, 379 м/с. Мінімальна енергія запалювання інших речовин в повітрі за стандартних умов: 2 н min 1 2 2 1 u u E E 2 н min u 036,

  4.  Підпалювання горючих речовин променистим потоком від полум’я.  4 сс 4 пол 4. Підпалювання горючих речовин променистим потоком від полум’я. 4 сс 4 пол TTq tпром 0 aq 2 t)(t 2 22 промt окр кр qa 4 )tt(

  Критична густина теплового потоку q кр залежно від часу опромінення для різних речовин Речовина Критична густина теплового потоку q кр залежно від часу опромінення для різних речовин Речовина q кр за тривалості опромінення, к. Вт м – 2 3 хв. 5 хв. 15 хв. деревина 18, 8 16, 9 13, 9 торф 16, 6 14, 3 9, 8 бавовна 11, 0 9, 7 7, 5 пластик 21, 6 19, 1 15, 4 гума 22, 6 19, 2 14, 8 вугілля – 35,

  Завдання на самопідготовку: Вивчити матеріал 1.  Демидов,  Шандыба,  Щеглов: - Горение Завдання на самопідготовку: Вивчити матеріал 1. Демидов, Шандыба, Щеглов: — Горение и свойства горючих веществ, стор. 65 -67. 2. Демидов, Саушев. Горение и свойства горючих веществ, стор. 131 -151.